專利名稱：輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路，特別涉及一種對(duì)輸電線路導(dǎo)線覆冰的預(yù)報(bào)方法。
技術(shù)背景以有關(guān)氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過理論模型來預(yù)測(cè)導(dǎo)線覆冰的研究工作在國(guó)際上 己進(jìn)行了五十多年。迄今為止已有二十多種覆冰預(yù)測(cè)模型，其中具有代表性的有Imai模型、Lenhard模型、Goodwin模型、Chaine模型、Makkonen模型，直到現(xiàn) 在仍有各種模型處于研究之中。但從實(shí)際應(yīng)用來看，這些模型都是不完備的。例如， 在Lenhard模型中，每米長(zhǎng)導(dǎo)線的冰重M可表示為M = Cl+C4*Hg式中Hg為覆冰過程中的總降水量；Cl、 C4為常數(shù)。 Lenhard模型的不足之處是忽略了諸如風(fēng)速、氣溫等重要參數(shù)的影響。 再如，在Goodwin模型中，假設(shè)所有被導(dǎo)線收集或捕獲的過冷卻水滴均在導(dǎo) 線表面凍結(jié)成冰，即覆冰為干增長(zhǎng)模型。因此，每米長(zhǎng)導(dǎo)線的覆冰率為d畫t = 2RWV式中W為空氣中的液態(tài)水含量；V為過冷卻水滴的沖擊速度；R為導(dǎo)線半徑。Goodwin模型的缺陷是簡(jiǎn)單地做出了覆冰為干增長(zhǎng)模型(收集系數(shù)為1)的 不合理假設(shè)。目前各種覆冰預(yù)測(cè)模型的不足之處可歸納為1、 未全面考慮各個(gè)氣象參數(shù)；2、 未能正確地選取收集系數(shù)；3、 未能確定正確區(qū)分覆冰過程是干增長(zhǎng)還是濕增長(zhǎng)過程；4、 最為關(guān)鍵在于，目前已發(fā)表的覆冰增長(zhǎng)預(yù)報(bào)模型都是從氣象學(xué)研究出發(fā)， 并未涉及或重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是提供一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，它解決了現(xiàn)有各種覆 冰預(yù)測(cè)模型未全面考慮各個(gè)氣象參數(shù)，未能正確選取收集系數(shù)，未能確定正確區(qū)分 覆冰過程，以及未涉及或重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)輸電線路實(shí)際運(yùn)行情況的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，數(shù)據(jù)來源為實(shí)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)結(jié)果包 括覆冰類型和覆冰增長(zhǎng)速度兩個(gè)方面，采取下列基本流程a、 輸入氣象條件；b、 劃分并分析覆冰類型，雨淞的增長(zhǎng)模型為濕增長(zhǎng)，霜淞和霧淞的增長(zhǎng)模型 為干增長(zhǎng)，濕雪的增長(zhǎng)模型為單獨(dú)的增長(zhǎng)模式，有針對(duì)性地采用相應(yīng)的覆冰增長(zhǎng)模 型，用以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)覆冰增長(zhǎng)速度；C、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析，在實(shí)際中覆冰增長(zhǎng)與導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)具有相互關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn) 室模擬結(jié)果，得到不同的典型氣象條件下導(dǎo)線覆冰厚度與導(dǎo)線直徑之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān) 系，根據(jù)此關(guān)系針對(duì)不同導(dǎo)線類型給出覆冰增長(zhǎng)的結(jié)果；d、 通過導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析和降水物理參數(shù)進(jìn)行覆冰增長(zhǎng)初算；e、 由于真實(shí)導(dǎo)線帶有較高電壓，且有電流通過，須根據(jù)實(shí)際導(dǎo)線的運(yùn)行參數(shù) 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；f、 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的方法為，根據(jù)試驗(yàn)及理論計(jì)算得到高電場(chǎng)條件下導(dǎo)線對(duì) 水滴的吸引系數(shù)，并利用熱力學(xué)理論模擬電流發(fā)熱對(duì)導(dǎo)線覆冰的影響，最終得到帶 電導(dǎo)線覆冰量的修正系數(shù)，該修正系數(shù)是根據(jù)導(dǎo)線實(shí)測(cè)溫度、負(fù)荷電流及運(yùn)行電壓 實(shí)時(shí)計(jì)算。本發(fā)明是一種聯(lián)合運(yùn)用氣象參數(shù)和線路運(yùn)行情況進(jìn)行輸電線路覆冰實(shí)時(shí)預(yù)報(bào) 的方法。本發(fā)明的導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法綜合考慮了氣象條件(溫度、濕度、風(fēng)速、降水 量)、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(直徑差異)、線路運(yùn)行情況(負(fù)荷電流、運(yùn)行電壓)和降水的物理 參數(shù)(過冷卻水滴直徑)等多個(gè)直接影響覆冰的關(guān)鍵因素，并將融冰過程和覆冰過 程同時(shí)進(jìn)行考慮，建立了融冰和覆冰兩個(gè)對(duì)立過程的綜合動(dòng)態(tài)模型，并在現(xiàn)場(chǎng)氣象 站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持下，對(duì)局部地區(qū)覆冰發(fā)展過程不斷修正，是一種綜合性的預(yù)報(bào)方法。按本發(fā)明的輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，能夠?qū)\(yùn)行中的導(dǎo) 覆冰情況作出 較為嚴(yán)格的理論預(yù)報(bào)，在各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的支持下，具備自動(dòng)適應(yīng)的能力。


附圖是本發(fā)明的一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法的基本流程圖。
具體實(shí)施方式
參看附圖，本發(fā)明是一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，數(shù)據(jù)來源為實(shí)時(shí)的氣 象數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)結(jié)果包括覆冰類型和覆冰增長(zhǎng)速度兩個(gè)方面。按本發(fā)明的導(dǎo)線覆冰預(yù) 報(bào)方法，采取下列基本流程a、 輸入氣象條件。氣象條件通常來源于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)測(cè)量的微型氣象站，但也 可以是其他任何的氣象信息來源。b、 劃分并分析覆冰類型。覆冰類型的劃分原則參照目前國(guó)際上通行的劃分方法，參考標(biāo)準(zhǔn)為IEC60826-2003。覆冰類型劃分主要依據(jù)線路高度處的氣溫和風(fēng)速，當(dāng)然其他的參數(shù)如濕度和降水類型等也在考慮的范圍內(nèi)。雨船的增長(zhǎng)模型主要為濕增長(zhǎng)，霜淞和霧船的增長(zhǎng)模型為干增長(zhǎng)，濕雪的增長(zhǎng)模型為單獨(dú)的增長(zhǎng)模式。在本發(fā)明方法中，由于對(duì)覆冰類型進(jìn)行了預(yù)先劃分，所 以可以有針對(duì)性地采用相應(yīng)的覆冰增長(zhǎng)模型，因而能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)覆冰增長(zhǎng)速度。c、 導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析。在實(shí)際中覆冰增長(zhǎng)與導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)具有較大的關(guān)系，本發(fā)明 根據(jù)試驗(yàn)室模擬結(jié)果，可以得到不同的典型氣象條件下，導(dǎo)線覆冰厚度與導(dǎo)線直徑 之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，根據(jù)此關(guān)系可以針對(duì)不同導(dǎo)線類型給出覆冰增長(zhǎng)的結(jié)果。d、 通過導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析和降水物理參數(shù)進(jìn)行覆冰增長(zhǎng)初算。降水物理參數(shù)可以 通過新型的設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)獲得典型數(shù)值。該典型數(shù)值例如為降水中水滴的直徑，可以 用激光粒徑儀在現(xiàn)場(chǎng)獲取，并建立典型的水滴直徑分布譜的檔案庫。e、 一般理論計(jì)算得到的覆冰增長(zhǎng)情況是針對(duì)不帶電導(dǎo)線的，由于真實(shí)導(dǎo)線帶 有較高電壓，且有電流通過，因此必須根據(jù)實(shí)際導(dǎo)線的運(yùn)行參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。f、 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的方法為，根據(jù)試驗(yàn)及理論計(jì)算得到高電場(chǎng)條件下導(dǎo)線對(duì) 水滴的吸引系數(shù)，并利用熱力學(xué)理論模擬電流發(fā)熱對(duì)導(dǎo)線覆冰的影響，最終得到帶 電導(dǎo)線覆冰量的修正系數(shù)。該修正系數(shù)需根據(jù)導(dǎo)線實(shí)測(cè)溫度、負(fù)荷電流及運(yùn)行電壓 實(shí)時(shí)計(jì)算。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來說明 本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí) 施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，數(shù)據(jù)來源為實(shí)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)，其特征在于，預(yù)報(bào)結(jié)果包括覆冰類型和覆冰增長(zhǎng)速度兩個(gè)方面，采取下列基本流程a、輸入氣象條件；b、劃分并分析覆冰類型，雨淞的增長(zhǎng)模型為濕增長(zhǎng)，霜淞和霧淞的增長(zhǎng)模型為干增長(zhǎng)，濕雪的增長(zhǎng)模型為單獨(dú)的增長(zhǎng)模式，有針對(duì)性地采用相應(yīng)的覆冰增長(zhǎng)模型，用以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)覆冰增長(zhǎng)速度；c、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析，在實(shí)際中覆冰增長(zhǎng)與導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)具有相互關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn)室模擬結(jié)果，得到不同的典型氣象條件下導(dǎo)線覆冰厚度與導(dǎo)線直徑之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，根據(jù)此關(guān)系針對(duì)不同導(dǎo)線類型給出覆冰增長(zhǎng)的結(jié)果；d、通過導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析和降水物理參數(shù)進(jìn)行覆冰增長(zhǎng)初算；e、由于真實(shí)導(dǎo)線帶有較高電壓，且有電流通過，須根據(jù)實(shí)際導(dǎo)線的運(yùn)行參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；f、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的方法為，根據(jù)試驗(yàn)及理論計(jì)算得到高電場(chǎng)條件下導(dǎo)線對(duì)水滴的吸引系數(shù)，并利用熱力學(xué)理論模擬電流發(fā)熱對(duì)導(dǎo)線覆冰的影響，最終得到帶電導(dǎo)線覆冰量的修正系數(shù)，該修正系數(shù)是根據(jù)導(dǎo)線實(shí)測(cè)溫度、負(fù)荷電流及運(yùn)行電壓實(shí)時(shí)計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述降 水物理參數(shù)是通過設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)獲得典型數(shù)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述典 型數(shù)值為降水中水滴的直徑，系用激光粒徑儀在現(xiàn)場(chǎng)獲取，并建立典型的水滴直徑 分布譜的檔案庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸電線路導(dǎo)線覆冰預(yù)報(bào)方法，數(shù)據(jù)來源為實(shí)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)結(jié)果包括覆冰類型和覆冰增長(zhǎng)速度兩個(gè)方面，采取下列基本流程輸入氣象條件；劃分并分析覆冰類型；導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析；通過導(dǎo)線結(jié)構(gòu)分析和降水物理參數(shù)進(jìn)行覆冰增長(zhǎng)初算；根據(jù)實(shí)際導(dǎo)線的運(yùn)行參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。本發(fā)明綜合考慮了氣象條件(溫度、濕度、風(fēng)速、降水量)、導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(直徑差異)、線路運(yùn)行情況(負(fù)荷電流、運(yùn)行電壓)和降水的物理參數(shù)(過冷卻水滴直徑)等多個(gè)直接影響覆冰的關(guān)鍵因素，建立融冰和覆冰兩個(gè)對(duì)立過程的綜合動(dòng)態(tài)模型，并在現(xiàn)場(chǎng)氣象站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持下，對(duì)局部地區(qū)覆冰發(fā)展過程不斷修正，是一種綜合性的預(yù)報(bào)方法。
文檔編號(hào)G01D21/00GK101672667SQ20081004271
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者李紅雷, 趙文彬, 珩 金 申請(qǐng)人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司